【正文】 出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 Flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 (外部中斷 0 ) /INT1 （外部中斷 1） T0 （記時(shí)器 0 外部輸入） T1 （記時(shí)器 1 外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 14 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 Flash 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口管腳被外部拉底，將輸出電流。在 Flash 編程時(shí) ,P0 口作為原碼輸入口 ,當(dāng)FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí) ,P0 輸出原碼 ,此時(shí) P0 外部必須被拉高 . P1 口 :P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ,P1 口緩沖器能接出4TTTL門電流 .P1口管腳寫入 1后 ,被內(nèi)部上拉為高 ,可用作輸入 ,P1口被外部下拉為低電平時(shí) ,將輸出電流 ,這是由于內(nèi)部上拉的緣故 .在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí) ,P1 口作為第八位地址接收。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 主要性能參數(shù)： 1．與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 2． 4k字節(jié)可重擦寫 Flash閃速存儲(chǔ)器 3． 1000 次擦寫周期 4．全靜態(tài)操作： 0Hz—24MHz 5．三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 6． 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 7． 32 個(gè)可編程 I /O 口線 8．低功耗空閑和掉電模式 9． 6 個(gè)中斷源 圖 36 AT89C51 單片機(jī)引腳圖 AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4Kbytes 的可反復(fù)擦 寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)器單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 提供了高性價(jià)比的解決方案。因此，在 智能化電子設(shè)計(jì)與制作過(guò)程中經(jīng)常用到 AT89C51 芯片。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 12 存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，能夠進(jìn)行 1 000 次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為 10 年。 圖 35 AD574A的接口電路 AT89C51 芯片介紹 AT89C51 是一種帶 4 kB 閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器 (Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory， FPEROM)的低電壓、高性能 CMOS 型 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。當(dāng) AT89C51 的 查詢到 STS 端轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)后，先將轉(zhuǎn)換后的 12 位 A/D 數(shù)據(jù)的高 8 位讀進(jìn) AT89C51，然后再將低 4 位讀進(jìn)AT89C51。 2. AD574A 的接口電路 圖 35 是 AT89C51 單片機(jī)與 AD574A 的接口電路，其中還使用了三態(tài)鎖存器 74LS373 和 74LS00 與非門電路，邏輯控制信號(hào)由 ( 、和 A0) 有 AT89C51 的數(shù)據(jù)口 P0 發(fā)出，并由三態(tài)鎖存器 74LS373 鎖存到輸出端 Q0、 Q1 和 Q2 上，用于控制 AD574A 的工作過(guò)程。通過(guò)這 12 條數(shù)據(jù)總線向外輸出 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 [15]. Pin15(DGND)——數(shù)字地端。 [13]. Pin13(10V IN)——10V量程模擬電壓輸入端。 [11]. Pin(V)——負(fù)電源輸入端，輸入 15V電源。 [9]. Pin9(AGND)——模擬地端。 [7]. Pin7(V+)——正電源輸入端，輸入 +15V電源。 [5]. Pin5——讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端。與 端用來(lái)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。 [3]. Pin3——片選端。15V和 5V數(shù)據(jù)輸出格式： 12 位 /8 位芯片 （ 6） 工作模式：全速工作模式和單一工作模式 圖 33 A/D 轉(zhuǎn)換內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 AD574A 的引腳說(shuō)明及接口電路 1. AD574A 的引腳說(shuō)明 （如圖 34 所示） ： 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 10 圖 34 AD574 的引腳圖 [1]. Pin1(+V)——+5V電源輸入端。5V 和 0—177。1/2LBS 或 177。 （ a） (b) 圖 32 相敏檢波前后的輸出特性曲線 軸瓦的圓度測(cè)量?jī)x 9 AD574A 轉(zhuǎn)換器 AD574A 是美國(guó)模擬數(shù)字公司（ Analog）推出的單片高速 12 位逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個(gè)完整的 A/D 轉(zhuǎn)換器， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 33 所示。 經(jīng)過(guò)相敏檢波電路后，正位移輸出正電壓， 負(fù)位移輸出負(fù)電壓。 ２．銜鐵在零位以上移動(dòng)時(shí)，無(wú)論參考電壓是正半周還是負(fù)半周，在負(fù)載RL上得到的輸出電壓始終為正。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 二級(jí)管相敏檢波電路 二級(jí)管相敏檢波電路（如圖 31 所示）容易做到輸出平衡，便于阻抗匹配。 采用一片 LM7805 三端穩(wěn)壓器，耗電電流為 100Ma 左右的電源作為系統(tǒng)電源，不僅功率上可以滿足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠。 采用干電池作為 LED 顯示系統(tǒng)的電源，由于 LED 系統(tǒng)耗電量較大，使用干電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。列方向則由 4— 16 譯碼器 74LS154 完成 掃描，它由 89C51的 控制。 電路中行方向由 AT89C51 的 p0 口和 p2 口完成掃描，由于 p0 口沒(méi)有上拉電阻，因此接一個(gè) *8 的排阻上拉。選取串口輸入， I/O口資源使用較少。我采用動(dòng)態(tài)顯示。而動(dòng)態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯 示的問(wèn)題，只是在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn) ,又要保證圖像穩(wěn)定 ,無(wú)閃爍。顯示共 3 位，采用動(dòng)態(tài)顯示 。 經(jīng) CH452 對(duì)鍵盤和數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 工作原理 當(dāng)檢測(cè)后的信號(hào)輸出 到數(shù)字顯示電路后，先經(jīng)相敏檢波電路進(jìn)行檢波，檢波后，再進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，然后再輸入到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 采用一片 LM7805 三端穩(wěn)壓器，耗電電流為 100Ma 左右的電源作為系統(tǒng)電源，不僅功率上可以滿足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠。相敏檢波 A/D 轉(zhuǎn)換 單片機(jī) CH452 芯片 數(shù)碼管 鍵盤 時(shí)鐘 /復(fù)位電路 軸瓦的圓度測(cè)量?jī)x 7 電源模塊選擇 采用干電池作為 LED 顯示 系統(tǒng)的電源，由于 LED 系統(tǒng)耗電量較大，使用干電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式 , 復(fù)用的程度不是無(wú)限增加的 , 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短 , 發(fā)光的亮度等因素。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng) ,易造成亮度低 ,閃爍問(wèn)題。 動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)一幅畫面進(jìn)行分割 ,對(duì)組成畫面的各部分分別顯示 ,是動(dòng)態(tài) 顯示方式。若給每一個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路 ,一幅畫面輸入以后 ,所有 L ED 的狀態(tài)保持到下一幅畫。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 6 圖 24 總體設(shè)計(jì)框圖 顯示部分 對(duì)于 LED 顯示有以下兩種方案： 靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個(gè)二極管的狀態(tài)分別用 0 和 1 表示 ,若為 0 ,則表示 LED 無(wú)電流 ,即暗狀態(tài) 。 圖 23 曲軸測(cè)量原理圖 數(shù)字顯示電路設(shè)計(jì) 有上述工作原理，我畫出來(lái)該系統(tǒng)的框圖 ?？刂破鬏敵龅臄?shù)字信號(hào)輸計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡，完成數(shù)據(jù)采集。 2． 2 曲軸圓度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 曲軸圓度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量模型如圖 23 所示，主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和圖形顯示三部分組成。用于數(shù)據(jù)處理的通用系統(tǒng)的組成部件如圖 22 所示。將運(yùn)算結(jié)果以 CRT 顯示或數(shù)字顯示等多種形式輸出給用戶，也可通過(guò)數(shù)字 接口實(shí)現(xiàn)與其他計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換，或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程交換。將其送入計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)等各類微處理器。利用磁性變壓器、光電或電容性器件等，耦合傳輸有用信號(hào)，阻隔高電壓浪涌以及較高的共模電壓，既保護(hù)操作人員也保護(hù)昂貴的測(cè)量設(shè)備，同時(shí)輸出規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號(hào)。被測(cè)參量范圍很廣，可以是電參量或非電參量。 傳感器完成信號(hào)的獲取任務(wù)。檢測(cè)型完成對(duì)被測(cè)參量的測(cè)量任務(wù)，對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度要求較高；控制型一般應(yīng)用于閉環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)快速、實(shí)時(shí)和可靠性要求較高。信號(hào)的這種變換、處理和傳輸過(guò)程決定了檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成和它們的相互關(guān)系，檢測(cè) 系統(tǒng)及其組成見(jiàn)圖 21。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 4 第 2 章 系統(tǒng)總體分析 總體設(shè)計(jì) 2． 1． 1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 檢測(cè)系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中，首先由傳感器將被測(cè)物理量從研究對(duì)象中檢測(cè)出來(lái)并轉(zhuǎn)換成電量，然后輸出。 3．繪制單片機(jī)數(shù)字顯示系統(tǒng)流程圖，實(shí)現(xiàn)鍵盤的輸入、檢測(cè)結(jié)果的顯示、保存等功能。 2．了解數(shù)字顯示系統(tǒng)的指標(biāo)，工藝要求，確定顯示系統(tǒng)的精度要求。而如何確定 數(shù)字顯示 設(shè)備的系統(tǒng)組成，設(shè)計(jì)功能合理的電路 ，以實(shí)現(xiàn)對(duì)孔輪廓的測(cè)量 結(jié)果的顯示 ， 將是我們研究的主要內(nèi)容。滿足了廠家提出的技術(shù)要求。 對(duì)曲軸圓度誤差的在線測(cè)量方法正處于研究階段，還沒(méi)有研制出用于在線高精度、準(zhǔn)確測(cè)量孔圓度誤差的設(shè)備。有的已能達(dá)到 1um的重復(fù)測(cè)量精度和 2～ 3um的測(cè)量精度。內(nèi)徑分厘卡可能是最廣泛使用的孔徑測(cè)量手段，常用于 1～ 300mm 孔徑的測(cè)量。所以，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑測(cè)量方面已成為有效的檢測(cè)手段。 相比之下，數(shù)顯內(nèi)徑千分表的性能更為優(yōu)秀。氣動(dòng)量?jī)x是一種有效的高精度孔徑測(cè)量手段，但它比較適合于穩(wěn)定的加工過(guò)程，有 時(shí) 難以適應(yīng)大量生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。 在生產(chǎn)實(shí)際中，目前仍采用一些手工檢測(cè)方法。在測(cè)量時(shí)被測(cè)截面圓輪廓上選定若干測(cè)點(diǎn)一一測(cè)出它們的坐標(biāo)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，求解圓度誤差值。再者，圓度儀由于其規(guī)格所限只能用于中小型零件 圓度誤差的測(cè)量，這樣就使圓度儀的使用受到一定的限制。另外，圓度儀作為一種高精度儀器，調(diào)整和操作比較繁瑣，測(cè)試效率低。 圓度儀可以保證很高的采樣精度和評(píng)定精度，評(píng)定方法符合標(biāo)準(zhǔn)的要求并配有專用的微機(jī)，工作效率高不失為一種理想的測(cè)量?jī)x器。測(cè)量時(shí)零件固定不動(dòng)，可用來(lái)測(cè)量較大零件的圓度誤差。目前，圓度儀仍為圓度誤差測(cè)量的最有效手段，按照結(jié)構(gòu)的不同，可將圓度儀分為兩種：主軸旋轉(zhuǎn)式和工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)式。提高了生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率和對(duì)生產(chǎn)加工質(zhì)量的控制，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 2 防止大批量廢品的出現(xiàn)，避免不必要的浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本，使檢測(cè)人員從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)。如果應(yīng)用于在線制造系統(tǒng)中，可以大量縮短生產(chǎn)的檢測(cè)時(shí)間。通過(guò)實(shí)施本系統(tǒng)，能有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證穩(wěn)定可靠的檢測(cè)精度。 通過(guò)研制軸瓦曲軸圓度檢測(cè)系統(tǒng)可以解決生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品的監(jiān)控能力，為質(zhì)量管理者提供決策參考。研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的圓度檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于擺脫對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴，推進(jìn)我國(guó)儀器數(shù)字化改造，提高檢測(cè)行業(yè)的水平很有必要。因此，國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠，特別是高速發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠，急需高效率、高精度的專用檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵零部件的全面檢測(cè)，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)精度高，但其檢測(cè)效率太低，而且對(duì)周圍環(huán)境要求 較高，只能采用抽檢的方式，不能滿足批量分組檢測(cè)的要求。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家的檢測(cè)主要采用機(jī)械式的量具，例如缸徑表等作為檢測(cè)工具，其檢測(cè)精度低、檢測(cè)參數(shù)單一、檢測(cè)效率也低無(wú)法滿足生產(chǎn)的要求。 國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)加工自動(dòng)化程度高，多有主動(dòng)測(cè)量裝置，加工和測(cè)量精度高，其尺寸及形位參數(shù)在加工時(shí)就可以保證。而產(chǎn)品要想在競(jìng)爭(zhēng)中勝出，立于不敗之地，產(chǎn)品的質(zhì)量是關(guān)鍵。 關(guān)鍵詞：圓度；傳感器； 數(shù)字顯示 ； AT89C51 ABSTRACT The rapid developments of the puter and s